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LBIS 2019 | 飞纳电镜展会邀请

 更新时间:2019-04-28 点击量:3717

2019 年 5 月 6 日 - 9 日,第四届锂电行业科学技术峰会暨第九届华南锂电()高层论坛(LBIS 2019)将在深圳机场凯悦(Regency)酒店举行。

 

会议时间:2019 年 5 月 6 日 - 9 日
会议地点:深圳机场凯悦(Regency)酒店
飞纳电镜展位号:A02

 

会议期间,近百位锂电应用专家以及数 20 位能源科技的人物将齐聚 LBIS 2019,共同商讨以下三个主议题:

 

(1) 展示和交流能源存储科技(新材料、新工艺、新体系等)及其应用(EDV、ESS、3C等)的前沿科技成果。

 

(2) 探讨当前电池产业、动力锂电等方面为关键和重要的热点话题(更高能量密度、高安全性、高质量, 低成本、政府补贴退坡等)。

 

(3) 探讨锂离子电池体系以外其他的新型能源体系(如固态电池、锂空电池、锂硫电池、超级电容器, 燃料电池等)及其应用。

 

飞纳电镜将携台式扫描电镜能谱一体机 Phenom ProX 出席 LBIS 2019,为大家带来飞纳电镜在锂电池领域的解决方案。

锂电池

 

目前市面上常见的锂电池一般指的是锂离子电池。锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。

 

电池内部采用螺旋绕制结构,用一种非常精细而渗透性很强的聚乙烯薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成。正极包括由钴酸锂(或镍钴锰酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂等)及铝箔组成的电流收集极。负极由石墨化碳材料和铜箔组成的电流收集极组成。电池内充有有机电解质溶液。另外还装有安全阀和 PTC 元件(部分圆柱式使用),以便电池在 不正常状态及输出短路时保护电池不受损坏。如图 1 所示。

 

图1 锂电池结构示意图

 

扫描电镜观察锂电池材料

 

· 正极材料

 

锂电池正极颗粒的形貌控制,材料的均匀性,批次的一致性关系到整个电池的性能与稳定性。

 

通过扫描电镜可以对一次颗粒的晶体的优势生长方向,晶粒大小、晶粒堆积方式进行有效表征,通过根据这些信息调整生产工艺,可以优化电化学活性/惰性界面的面积、应力释放路径、锂离子扩散路径,从而提升电池的倍率性能、循环稳定性。

 

二次颗粒是一次颗粒相互融合堆积形成的颗粒。通过扫描电镜观察一次颗粒的堆积密度、二次颗粒的形貌、二次颗粒的大小及分布。通过下一步生产工艺优化,可以获得材料加工性能、极片压实密度,颗粒力学强度,从而提升电池的能量密度。

 

   

    

图2 锂电池正极材料的微观形貌

 

如图 2 所示,展示了锂电池正极材料的微观形貌,利用飞纳电镜景深大、 分辨率高的特点可以轻松获取正极材料的直观信息,如杂质含量(AIM 自动寻找)、表面形貌、 成分信息(EDS)等。

 

· 负极材料

 

锂电池负极材料的颗粒大小将会对材料的堆积产生直接的影响,进而影响到锂离子的嵌入,导致电池性能衰退。颗粒的形状,粒径分布会影响浆料的流变特性。通过飞纳台式扫描电镜和颗粒统计分析软件,可以对颗粒的大小,形状,粒径分布进行的分析(图3)。

 

    

图3 飞纳电镜颗粒统计分析测量系统

 

   

图4 石墨负极材料微观形貌

 

· 电池隔膜

 

   

图5 锂电池隔膜微观形貌

 

根据制造工艺不同,隔膜表面的孔洞孔径介于 30 至 200 nm 之间,因此放大倍数需要 2 万-10 万倍。隔膜在电子束下很容易受到损伤,需要使用低电压成像。飞纳场发射台式扫描电镜可以满足表征要求,对隔膜孔径大小和孔洞均匀性实现有效表征,结合孔径分析测量系统,可以对电池隔膜进一步分析,获得孔径的属性参数,如孔径尺寸、长轴短轴比等。

 

图6 飞纳电镜孔径分析测量系统

 

· 飞纳电镜手套箱

 

锂电池材料在检测过程中,为了防止空气与锂电池材料的相互反应,往往需要在惰性气体环境下进行工作。氩(Ar)气气氛手套箱是常用的隔绝空气设备。飞纳电镜开创了扫描电镜在氩(Ar)气气氛手套箱内进行正常工作的先例。

 

 

小巧轻便的飞纳电镜可以轻松放进手套箱狭小的空间中。扫描电镜所有的操作都可以在手套箱内进行,样品合成制备、制样清理、观察分析的全过程全部在手套箱中完成。

 

得益于飞纳电镜的电路防护设计,电镜即使放置在充满氩气这种易电离气体环境的手套箱中也可以*正常工作。

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